強(qiáng)電磁輻射環(huán)境長(zhǎng)期暴露對(duì)作業(yè)人員外周血全血細(xì)胞的影響

吳瓊，王觀筠，姜云升，吳陽(yáng)勛，王子乾，孟萃，姚樹林，尹彤*

1解放軍總醫(yī)院衛(wèi)勤部，北京 100853；2解放軍總醫(yī)院第一醫(yī)學(xué)中心核醫(yī)學(xué)科，北京 100853；3清華大學(xué)工程物理系，北京 100084；4教育部粒子技術(shù)與輻射成像重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 100084；5解放軍總醫(yī)院第一醫(yī)學(xué)中心心血管內(nèi)科，北京 100853

現(xiàn)代生活中電子設(shè)備的應(yīng)用越來(lái)越多，形成了不同強(qiáng)度及形式的電磁輻射環(huán)境，致使人群越來(lái)越多地接觸到高強(qiáng)度的電磁輻射。在特定狀態(tài)下，相對(duì)集中的區(qū)域通常會(huì)出現(xiàn)多達(dá)數(shù)十個(gè)電磁輻射源，高輻射設(shè)備在短期內(nèi)集中或同時(shí)使用，其工作頻率覆蓋廣泛，使區(qū)域內(nèi)的作業(yè)環(huán)境充滿強(qiáng)度高、密度高、頻譜寬泛的電磁輻射[1]。高強(qiáng)度的電磁輻射可影響設(shè)備的正常運(yùn)行，同時(shí)可對(duì)人體造成損傷[2]，但是長(zhǎng)期暴露于高強(qiáng)度電磁場(chǎng)對(duì)全血細(xì)胞的影響尚不確定。因此，本研究通過(guò)對(duì)長(zhǎng)期暴露于高強(qiáng)度電磁環(huán)境中的相關(guān)作業(yè)人員的血常規(guī)指標(biāo)進(jìn)行檢測(cè)，評(píng)估高強(qiáng)度電磁環(huán)境對(duì)人體全血細(xì)胞的影響，為高強(qiáng)度電磁環(huán)境中作業(yè)人員的健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估和預(yù)防干預(yù)提供科學(xué)依據(jù)。

1 資料與方法

1.1 研究對(duì)象與設(shè)計(jì) 2019年4-10月連續(xù)募集某地從事強(qiáng)電磁輻射工作至少1年的人員入暴露組(n=239)，并選取該單位不接觸強(qiáng)電磁輻射裝備的人員作為非暴露組(n=203)，所有入選者均為男性。兩組均排除有嚴(yán)重肝腎疾病、自身免疫系統(tǒng)疾病或遺傳性疾病史，有毒物質(zhì)接觸史，近1周內(nèi)患有感染性疾病者并服用相關(guān)抗炎藥物者。記錄入選者的年齡、工作年限、體重指數(shù)(BMI)，所有入選者均簽署知情同意書。根據(jù)強(qiáng)電磁環(huán)境暴露和非暴露工作時(shí)間，分別將暴露組和非暴露組劃分為1～3年(n=79vs.n=40)、4～6年(n=45vs.n=26)、7～9年(n=32vs.n=14)、10～12年(n=28vs.n=28)、13～20年(n=34vs.n=51)以及>20年(n=30vs.n=35)，共6個(gè)工作年限時(shí)間段進(jìn)行匹配，以分析作業(yè)人員血常規(guī)指標(biāo)隨暴露時(shí)間的變化趨勢(shì)。

1.2 強(qiáng)電磁輻射環(huán)境的輻射劑量檢測(cè) 以工作區(qū)域的強(qiáng)電磁場(chǎng)環(huán)境為中心，根據(jù)暴露環(huán)境分為開(kāi)放區(qū)域與屏蔽區(qū)域；以工作區(qū)域的強(qiáng)電磁場(chǎng)環(huán)境為中心進(jìn)行檢測(cè)，檢測(cè)地點(diǎn)包括存在屏蔽的2個(gè)檢測(cè)點(diǎn)及開(kāi)放區(qū)域的6個(gè)檢測(cè)點(diǎn)，每個(gè)檢測(cè)點(diǎn)連續(xù)測(cè)量2或3次。參考IEEE Std C 93.5對(duì)等效平面波功率密度進(jìn)行計(jì)算。使用清華大學(xué)自主研制的D-Dot傳感器(頻率帶寬為1 MHz～2 GHz，電場(chǎng)強(qiáng)度動(dòng)態(tài)范圍為10～50 kV/m)對(duì)電磁輻射作業(yè)區(qū)進(jìn)行多點(diǎn)測(cè)定。依照標(biāo)準(zhǔn)GB8702-2014《電磁環(huán)境控制限值》[3]對(duì)電磁輻射強(qiáng)度進(jìn)行評(píng)價(jià)。測(cè)量之前，在位于清華大學(xué)的電磁脈沖(EMP)環(huán)境及效應(yīng)實(shí)驗(yàn)室對(duì)傳感器進(jìn)行校準(zhǔn)，測(cè)量不確定度校準(zhǔn)為0.3 dB。

1.3 作業(yè)人員外周血血常規(guī)檢測(cè) 收集所有研究對(duì)象3 ml空腹外周靜脈血于EDTA管(VACUETTE? 真空采血管)中，立刻離心后冷藏保存，在24 h內(nèi)完成血液樣本分析。應(yīng)用邁瑞B(yǎng)C-6600 Plus全自動(dòng)血液細(xì)胞分析儀(深圳市邁瑞生物醫(yī)療電子有限公司)檢測(cè)血液指標(biāo)，包括白細(xì)胞(WBC)、中性粒細(xì)胞(NEUT)、中性粒細(xì)胞百分比(NEUT%)、淋巴細(xì)胞(LYMPH)、淋巴細(xì)胞百分比(LYMPH%)、紅細(xì)胞(RBC)、血紅蛋白(Hb)、血細(xì)胞比容(HCT)、平均紅細(xì)胞血紅蛋白含量(MCH)、平均紅細(xì)胞血紅蛋白濃度(MCHC)、平均紅細(xì)胞體積(MCV)、紅細(xì)胞分布寬度變異系數(shù)(RDW-CV)、血小板(PLT)、血小板壓積(PCT)、平均血小板體積(MPV)及血小板分布寬度(PDW)。檢測(cè)試劑為邁瑞B(yǎng)C-6600 Plus全自動(dòng)血液細(xì)胞分析儀的原廠試劑，所有操作均嚴(yán)格按照標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行。

1.4 人群基本特征、血液學(xué)指標(biāo)及血常規(guī)指標(biāo)變化趨勢(shì)分析 比較暴露組與非暴露組人群基本特征和血液學(xué)指標(biāo)之間的差異，以及各年齡亞組的作業(yè)人員血常規(guī)指標(biāo)隨暴露時(shí)間的變化趨勢(shì)。

1.5 統(tǒng)計(jì)學(xué)處理 采用SPSS 25.0軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。計(jì)量資料以x±s表示，兩組間比較采用配對(duì)t檢驗(yàn)及Mann-WhitneyU檢驗(yàn)。計(jì)數(shù)資料以頻數(shù)(%)表示，組間比較采用χ2檢驗(yàn)。P＜0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié) 果

2.1 人群基本特征 暴露組與非暴露組的年齡、工作年限及BMI差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＞0.05，表1)。

2.2 電磁場(chǎng)環(huán)境輻射頻率及強(qiáng)度 作業(yè)人員所處的電磁環(huán)境頻段為5.5～2000 MHz，包含短波、超短波以及微波，屬于射頻電磁場(chǎng)，但仍以微波輻射為主。在屏蔽點(diǎn)內(nèi)的功率密度最低小于1.15×10-4W/m2， 最高可達(dá)14.00 W/m2；在設(shè)備附近開(kāi)放區(qū)域的功率密度最低為1.82 W/m2，最高可達(dá)535.17 W/m2。開(kāi)放及部分屏蔽區(qū)域功率密度均高于《電磁環(huán)境控制限值》(GB8702-2014)的標(biāo)準(zhǔn)值0.40 W/m2。

2.3 暴露組及非暴露組人員血常規(guī)檢測(cè)結(jié)果

表1 暴露組與非暴露組人群基本特征比較Tab.1 Comparison of demographic characteristics between exposed group and non-exposed group

暴露組人員的RBC、HCT明顯低于非暴露組(P＜0.05)，MCH、MCHC、MPV明顯高于非暴露組(P＜0.05)，其他血常規(guī)指標(biāo)兩組間比較差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(表2)。

表2 暴露組與非暴露組人員血常規(guī)指標(biāo)比較 (x±s)Tab.2 Comparison of blood routine indexes between exposed group and non-exposed group (x±s)

2.4 作業(yè)人員血常規(guī)指標(biāo)隨暴露時(shí)間的變化趨勢(shì) 暴露組和非暴露組血常規(guī)指標(biāo)隨暴露時(shí)間的變化趨勢(shì)圖顯示，兩組RBC及HCT隨工作年限的增加相對(duì)平穩(wěn)，MCH、MCHC及MPV均隨著工作年限的增加呈現(xiàn)下降趨勢(shì)，其中暴露組的MCH及MCHC下降速度更快，但差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(圖1A-E)。

3 討 論

伴隨著科技的發(fā)展，電磁設(shè)備不斷更新?lián)Q代，電磁輻射強(qiáng)度也在不斷增加，因此，相關(guān)作業(yè)人員不可避免地暴露在一些高強(qiáng)度電磁輻射環(huán)境中。但目前關(guān)于高強(qiáng)度電磁場(chǎng)對(duì)人體血常規(guī)指標(biāo)影響的研究結(jié)果存在爭(zhēng)議，且尚未見(jiàn)血常規(guī)指標(biāo)隨暴露時(shí)間延長(zhǎng)的動(dòng)態(tài)變化研究。本研究通過(guò)觀察長(zhǎng)期在高強(qiáng)度電磁場(chǎng)環(huán)境中工作的相關(guān)作業(yè)人員與對(duì)照組人員血常規(guī)指標(biāo)的差異發(fā)現(xiàn)，長(zhǎng)期暴露在高強(qiáng)度電磁場(chǎng)下可能導(dǎo)致紅細(xì)胞、血紅蛋白、血小板相關(guān)指標(biāo)的變化，并且隨暴露時(shí)間的延長(zhǎng)呈現(xiàn)動(dòng)態(tài)變化，提示長(zhǎng)期暴露于強(qiáng)電磁環(huán)境下可能影響機(jī)體的造血 功能。

本研究功率密度監(jiān)測(cè)結(jié)果顯示，作業(yè)區(qū)域屏蔽區(qū)和非屏蔽區(qū)的電磁功率密度較高，在該環(huán)境下高強(qiáng)度電磁輻射主要影響血常規(guī)中紅細(xì)胞系水平，包括RBC、HCT的增加，MCH、MCHC的降低。前期對(duì)于電磁輻射影響人體紅細(xì)胞系的相關(guān)研究結(jié)果存在爭(zhēng)議[4-6]。有研究發(fā)現(xiàn)，長(zhǎng)期(≥2年)暴露于極低頻電磁場(chǎng)(ELF-EMFs，3～3000 Hz)會(huì)導(dǎo)致人群的紅細(xì)胞計(jì)數(shù)及平均紅細(xì)胞體積均升高[7]；也有研究發(fā)現(xiàn)，長(zhǎng)期暴露于強(qiáng)電磁輻射會(huì)引起暴露人群血紅蛋白含量下降，且累積暴露劑量越大，下降越明顯[8]。 另外，也有研究發(fā)現(xiàn)電磁輻射對(duì)人體的紅細(xì)胞系指標(biāo)并無(wú)明顯影響[9-10]。造成各項(xiàng)研究結(jié)果不同的原因可能與電磁磁場(chǎng)的類型、暴露強(qiáng)度及暴露時(shí)間不同有關(guān)；同時(shí)，環(huán)境因素及個(gè)體差異性也是不可忽視的因素，需要對(duì)研究人群樣本結(jié)果進(jìn)行綜合考慮。本研究結(jié)果提示可能是紅細(xì)胞的減少調(diào)動(dòng)了機(jī)體的代償機(jī)制，進(jìn)而通過(guò)增加紅細(xì)胞內(nèi)血紅蛋白的含量及濃度提高了紅細(xì)胞的攜氧能力；隨著暴露時(shí)間的延長(zhǎng)，暴露組紅細(xì)胞系水平的波動(dòng)較非暴露組更明顯。強(qiáng)電磁環(huán)境的暴露時(shí)間及機(jī)體的代償機(jī)制關(guān)系密切，長(zhǎng)期接觸高強(qiáng)度電磁輻射的人群可能會(huì)因?yàn)榧t細(xì)胞數(shù)量的降低及血紅蛋白含量的失代償，更容易出現(xiàn)缺氧所致的病理生理改變。

本研究還發(fā)現(xiàn)，暴露組的MPV明顯高于非暴露組。前期關(guān)于電磁輻射對(duì)血小板影響的研究結(jié)果并不一致[7,10,11]。盡管如此，血小板單一指標(biāo)異常并不能說(shuō)明高強(qiáng)度電磁輻射對(duì)機(jī)體凝血功能存在影響；另外，紅細(xì)胞及血小板均來(lái)自骨髓的巨核-紅細(xì)胞前體細(xì)胞(MEP)，高強(qiáng)度電磁輻射是否通過(guò)影響骨髓造血系統(tǒng)中的特定成分而引起紅細(xì)胞及血小板相關(guān)指標(biāo)的異常需要更深入的研究。本研究并未發(fā)現(xiàn)高強(qiáng)度電磁輻射對(duì)白細(xì)胞、中性粒細(xì)胞及淋巴細(xì)胞的影響，這與前期馬菲等[8]的研究結(jié)果一致。但是，關(guān)于電磁輻射對(duì)白細(xì)胞指標(biāo)的影響仍存在爭(zhēng)議。黃昌亮等[12]的研究發(fā)現(xiàn)，高強(qiáng)度微波從業(yè)人員的外周血白細(xì)胞較低強(qiáng)度暴露組低；時(shí)春蘭等[9]發(fā)現(xiàn)高強(qiáng)度電磁輻射組單核細(xì)胞數(shù)量、中性粒細(xì)胞數(shù)量、中性粒細(xì)胞百分比、白細(xì)胞計(jì)數(shù)均低于對(duì)照組。上述各個(gè)研究結(jié)果不同可能與磁場(chǎng)環(huán)境的特征及暴露工作年限的差異有關(guān)。

圖1 作業(yè)人員血常規(guī)指標(biāo)隨暴露年限的變化趨勢(shì)Fig.1 Variation trend of blood routine indexes in operators with the working years of exposure

本研究數(shù)據(jù)來(lái)源于長(zhǎng)期暴露于強(qiáng)電磁環(huán)境下的相關(guān)作業(yè)人員，且涵蓋了不同的暴露時(shí)間，因此對(duì)于探索強(qiáng)電磁輻射暴露對(duì)健康的影響很有意義。然而，本研究?jī)H依據(jù)暴露年限進(jìn)行分組，未考慮所從事的工作類型對(duì)結(jié)果的影響。盡管暴露組與非暴露組的基本特征無(wú)明顯差異，但是仍不能排除其他影響因素差異導(dǎo)致的偏倚。另外，由于缺乏對(duì)骨髓造血細(xì)胞變化的觀察，關(guān)于強(qiáng)電磁輻射導(dǎo)致血常規(guī)指標(biāo)變化的原因尚需進(jìn)一步證實(shí)。后期有必要進(jìn)一步擴(kuò)大樣本量，并對(duì)研究人群進(jìn)行更明確的分組及隨訪調(diào)查。

綜上所述，本研究結(jié)果證實(shí)，長(zhǎng)期暴露于強(qiáng)電磁環(huán)境可能導(dǎo)致相關(guān)作業(yè)人員紅細(xì)胞水平降低，攜氧能力可能通過(guò)血紅蛋白早期升高得以代償，但是隨著暴露時(shí)間的延長(zhǎng)，血紅蛋白減少，代償能力降低。因此，對(duì)于長(zhǎng)期在高強(qiáng)度電磁輻射環(huán)境中的工作人員來(lái)說(shuō)，必要的體檢及適當(dāng)?shù)姆雷o(hù)對(duì)于減少高強(qiáng)度電磁輻射帶來(lái)的損傷是十分必要的。